[发明专利]聚合物包覆的二元双功能纳米簇核壳微球的制备方法

摘要

本发明属于功能纳米微粒组装技术领域，具体涉及一种以纳米微粒为结构基元、微乳液液滴为模板制备二元纳米簇，并通过表面引发聚合制备以二元纳米簇为核、聚合物为壳的复合纳米簇的新方法。包括纳米微粒合成、纳米簇制备、表面引发聚合等三个步骤。油溶性纳米微粒可以通过两相法、相转移法、高温热解法合成，纳米簇的大小可以通过改变表面活性剂用量以及纳米微粒浓度来调控。本发明是一种制备双功能纳米簇，并与聚合物复合的新方法，实现了多种纳米微粒功能的集成和优化，与聚合物复合后不仅能提高纳米簇的稳定性，也引入了聚合物的特殊性能，从而得到纳微米尺度的多功能复合材料，在生物、催化、传感、光电等研究领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种聚合物包覆的二元双功能纳米簇核壳微球的制备方法，其步骤如下：1)制备油溶性纳米微粒合成油溶性纳米微粒溶液，然后将油溶性纳米微粒溶液中的有机溶剂挥发除去，再加入甲苯或氯仿进行溶解，从而得到浓度为5～10mg/mL的甲苯相或氯仿相的油溶性纳米微粒；2)制备表面活性剂包覆的二元纳米簇将步骤1制备的两种甲苯相或氯仿相的油溶性纳米微粒0.1～2.5ml混合均匀，将得到的二元纳米微粒溶液与浓度为0.007～0.028g/ml的表面活性剂的水溶液以体积比1∶1～1∶10的比例混合，搅拌或超声处理使其形成微乳液；然后在55～70℃温度下搅拌挥发有机溶剂，待有机溶剂挥发完全，将溶液搅拌冷却至室温，通过离心的方法将形成的二元纳米簇分离出来，再将产物用1～5ml去离子水溶解离心纯化，用0.5～1ml去离子水分散溶解，得到由表面活性剂稳定的二元纳米簇溶液；将上述由表面活性剂稳定的二元纳米簇溶液在搅拌的条件下加入到5ml含有0.5g聚乙烯基吡咯烷酮PVP的乙二醇溶液中，搅拌10～20min后加入0.5ml质量分数为1％的明胶的水溶液，在70～80℃搅拌反应1～3h；待反应结束后，将溶液搅拌冷却至室温，通过离心的方法将PVP修饰的二元纳米簇分离，将产物用1～5ml去离子水溶解离心纯化；3)制备聚合物包覆的二元纳米簇将上述PVP修饰的二元纳米簇在搅拌的条件下加入到5ml浓度为1.43～14.31mmol/L的聚合物单体的水溶液中，搅拌反应30～60min，待聚合物单体吸附在二元纳米簇表面后，加入1ml质量分数为1％的FeCl3水溶液，此时溶液的颜色逐渐变黑，室温下继续搅拌反应12～24h；待反应结束后，通过离心的方法将聚合物包覆的二元纳米簇分离，溶于1～5ml去离子水中离心纯化，从而得到聚合物包覆的二元纳米簇核壳微球。